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Vorrichtung zur Kraftübertragung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftübertragung zwischen
zwei relativ zueinander beweglichen Teilen und insbesondere eine Vorrichtung mit
Klemmkörpern, die ständig der Wirkung mindestens eines elastischen Glieds unterliegen.
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Vorrichtungen dieser Art enthalten im allgemeinen einen Käfig oder
ein Gehäuse, der bzw. das durch zwei Flansche gebildet ist, die miteinander durch
Verbindungen oder Verstrebungen verbunden sind und die mindestens einen Klemmkörper
enthalten, je nachdem, ob das gebildete Gehäuse ein Einzel- oder ein Sammelgehäuse
ist. Gemäß der einzelnen Form und ihrer Relativanordnung können die Klemmkörper
eine berührende oder eingreifende oder eine nicht berührende oder nicht eingreifende
Wirkung
gegenüber einem der beiden relativ zueinander beweglichen Teile haben und können
folglich zum Erreichen einer Übertragung in einer Drehrichtung, zur Synchronisation
zweier Geschwindigkeiten, zum Ermöglichen oder Verhindern einer rücklaufenden Bewegung
gegenüber einer Bezugsbewegung und auch zum bewegungsschlüssigen Verbinden der beiden
relativ zueinander beweglichen Teile verwendet werden, wenn ein Schwellenwert oder
eine gewählte Grenze, wie eine vorgegebene Winkelgeschwindigkeit, erreicht ist.
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Die vielfältigen möglichen Anwendungen haben zur Folge, daß die Vorrichtungen
zur Kraftübertragung mittels Klemmkörpern einzig abhängig von der besonderen Anwendung
entworfen und verwirklicht sind,tfür die sie bestimmt sind, was die Erstellung zahlreicher
Abstufungen oder Reihen von verschiedenen Produkten erforderte. Ein solcher Zwang
hat erhebliche Herstellung-, Fertigungs-, Steuerungs- und Lagerungsprobleme zur
Folge, die insbesondere den Herstellungspreis der Produkte erhöhen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung dieser Nachteile eine
Vorrichtung zur Kraftübertragung zu schaffen, die ausgehend von Grundelementen fertigbar
ist, die dabei so einander zugeordnet werden können, daß sie den besonderen Anwendungsproblemen
genügen, für die die von ihnen gebildete Vorrichtung bestimmt ist.
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Die Erfindung geht von der Uberlegung aus, daß eine Möglich keit geschaffen
werden soll, bei der ausgehend von einer einzigen Fertigungsreihe verschiedene Produkte
herstellbar sind durch Andern oder Modifizieren der Relativanordnung verschiedener
die Vorrichtung bildender Elemente innerhalb einer besonderen Zusammenbau- oder
Fertigungskette oder -straße.
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Die Aufgabe wird bei einer Freilauf-Kraftübertragungsvorrichtung erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß zwei durch Verstrebungen oder Verbindungen mineinander verbundene
Flansche vorgesehen sind, die Achslagerbegrenzen zur spielbehafteten Aufnahme oder
Lagerung von seitlich angeordneten Achszapfen, die koaxial zu mindestens einem Klemmkörper
sind, der ständig durch einzelne elastische Glieder belastet ist, und daß der Klemmkörper
im wesentlichen einen abgeflachten Querschnitt aufweist und zwei kleine Klemmflächen
und zwei große Flächen enthält, deren jede mindestens ein Glied zum Tragen und/oder
zum Haltern eines entfernbaren angestückten zusätzlichen Ansatzes aufweist.
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Die Erfindung gibt'also eine Vorrichtung zur Kraftübertragung mit
Einrichtungswirkung an, die insbesondere für Antriebe verwendbar ist, die zwischen
einer Haupt- und Anlaß-Hilfsmaschine angeordnet sind.
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Die Erfindung wird anhand der ir der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 im Teilschnitt eine erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung,
Fig. 2 den Schnitt II-II gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt analog zu Fig. 1, jedoch
mit einem anderen Einbau der die erfindungsgemäße Vorrichtung bildenden Bauteile,
Fig. 4 in Teil-Seitenansicht ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig.
5 den Schnitt V-V gemäß Fig. 4, Fig. 6 bis 10 schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele
für den Zusammenbau der die erfindungsgemäße Vorrichtung bildenden Bauteile abhängig
von der jeweils erforderlichen Anwendung,
Fig. 11 und 12 im Teilschnitt
ein weiteres Ausführungsbeispiel von bestimmten die erfindungsgemäße Vorrichtung
bildenden Bauteilen, Fig. 13 in Seitenansicht schematisch die Wirkung der Ausführungsbeispiele
gemäß den Fig. 11 und 12.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftübertragung
zur Anordnung in einem Ringraum I bestimmt, der zwischen zwei konzentrisch zueinander
angeordneten Teilen P1 und P2 gebildet ist, die einander gegenüberliegend eine zylindrische
Bahn oder einen zylindrischen Gang bilden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält
einen Käfig oder ein Gehäuse 1, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch
zwei ringförmige Backen oder Flansche 2 gebildet ist, deren Größe vorzugsweise kleiner
als die des Ringraums I ist.
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Die Flansche 2 sind mittels Verstrebungen, Versteifungen oder Verbindungen
3 zusammengehalten, die sich zueinander parallel und parallel zur gemeinsamen Achse
der Teile P1 und P2 erstrecken. Die Flansche 2 weisen einander gegenüberliegend
Achslager 4 auf zur Aufnahme oder Lagerung von zylindrischen Achszapfen 5, die seitlich
in einem Klemmkörper 6 gebildet sind, der zwischen den Flanschen 2 angeordnet ist.
Die Achszapfen 5 sind mit Spiel in den Achslagern 4 befestigt, die deshalb länglich
ausgebildet sein können, damit die Achszapfen 5 eine Bewegungsfreiheit oder ein
Spiel in Radialrichtung gegenüber der gemeinsamen Achse der Teile P1 und P2 besitzen
oder die im Gegensatz dazu kreisförmig ausgebildet sein können mit einem Durchmesser,
der größer als der der Achszapfen 5 ist, wenn es vorzuziehen ist, daß diese Bewegungsfreiheit
in Umfangsrichtung besitzen.
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Jeder Klemmkörper 6 besitzt einen im allgemeinen abgeflachten Querschnitt
und enthält zwei große ebene Flächen 7a und 7b sowie zwei kleine zylindrische Flächen
8a und 8b, deren Mittelpunkte nicht zusammenfallen. Jeder Klemmkörper 6 ist
vorzugsweise
so ausgebildet, daß der Mittelpunkt für den Radius der einen zylindrischen Fläche
8a mit der Achse des Klemmkörpers 6 zusammenfällt, die durch die Mitten der Achszapfen
5 geht, während der Mittelpunkt des Radius der anderen zylindrischen Fläche 8b zumindest
in Richtung auf eine der großen ebenen Flächen 7a, 7b versetzt ist, beispielsweise
gegen die Fläche 7a, wie das in Fig. 1 dargestellt ist.
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Jeder Klemmkörper 6 ist ständig auf Drehbewegung um die den Achszapfen
5 gemeinsame Achse belastet durch die Wirkung eines einzelnen elastischen Glieds
9, das beispielsweise durch eine Scbraibenfeder gebildet ist, die durch Verdrehung
arbeitet und auf einer Verbindung 3 aufgezogen oder aufgebracht ist und deren einer
Zweig sich auf ein er der großen ebenen Flächen 7a, 7b abstützt, während der andere
Zweig, der auf Reaktion arbeitet, zum Beispiel auf einem der Flansche 2 gehalten
oder gehaltert ist, insbesondere durch Eingriff in einen Ausschnitt, ein Loch oder
eine Öffnung 10.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die eine kleine
zylindrische Fläche 8a jedes Klemmkörpers 6 zun Außenteil P1 gerichtet und belastet
das elastische Glied 9 den Klemmkörper 6 durch Verschwenkung in die Richtung, in
der er eine Verklemmungswirkung zwischen den Teilen P1 und P2 erreicht. Die verschiedenen
von den Flanschen 2 getragenen Klemmkörper 6 erreichen dadurch eine Einrichtungs-Kraftübertragung
oder eine Einrichtungs-Kupplung, in der durch die Pfeile f und f1 bezeichneten Drehrichtung
oder ermöglichen im Gegensatz dazu eine Freilauf-Wirkung in der entgegengesetzten
Drehrichtung. Bei einer derartigen Zusammensetzung kann die erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung
zum Beispiel das Kuppeln zwischen einer durch das Teil P2 wiedergegebenen Hauptmaschine
und einer durch das Teil P1 wiedergegebenen Anlauf- oder Anfahr-Hilfsmaschine erreichen,
deren Antriebsrichtung
durch den Pfeil £1 dargestellt ist.
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Die verschiedenen Klemmkörper 6 können allerdings auch in anderer
Weise zusammengesetzt oder zusammengebaut sein, und beispielsweise ist es möglich,
jeden Klemmkörper 6 so aufzubauen, daß die erste kleine zylindrische Fläche 8a auf
den Gang oder die Bahn des zweiten Teils P2 gerichtet ist, wie das in Fig. 3 dargestellt
ist. Bei einer solchen Anordnung greifen die Klemmkörper 6 gegenüber dem zweiten
Teil P2 berührend ein. Identische Ergebnisse können dadurch erhalten werden, daß
die elastischen Glieder 9 in Höhe von Verbindungen 3a angeordnet sind, wenn beispielsweise
die Verbindungen 3, 3a beiderseits der Achslager 4 angeordnet sind, wobei sie außerdem
nach dem einen bzw. anderen Rand der Flansche 2 versetzt sind. Jedes beschriebeneelastische
Glied 9 kann, wie das in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, durch eine Spiralfeder
11 gebildet sein, die konzentrisch zu einem der Achszapfen 5 zwischen jedem Klemmkörper
6 und einem der Flansche 2 angeordnet ist. Der mittige Endteil der Spiralfeder 11
ist zum Eingriff in eine Nut oder Kerbe 12 in dem Flansch 2 umgebogen, während der
äußere Endteil zur Auflage auf einer der großen ebenen Flächen 7a, 7b des Klemmkörpers
6 gebogen ist.
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Jeder Klemmkörper 6 der Erfindung hat darüber hinaus die Besonderheit,
daß er in Höhe seiner großen ebenen Flächen 7a, 7b Glieder zum Tragen und Haltern
eines entfernbar angesetzten oder angebrachten Zusatzansatzes 13 besitzt, wie das
in Fig. 1 in Strich-Punkt-Linien dargestellt ist. Die Glieder zum Tragen und zum
Haltern können beispielsweise gebildet sein durch eine das Aufnehmen eines Klebfilms
oder eines anderen haftenden Produkts begünstigende Oberfläche oder auch durch mindestens
einen Durchtritt, ein Loch oder einen Durchbruch zur Aufnahme mindestens einer ergänzenden
Verlängerung, die vom Ansatz 13 gebildet oder an ihm angesetzt ist und die mit einem
geeigneten Mittel mit dem Klemmkörper 6 fest verbindbar ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Glieder zum Tragen und Haltern
des Ansatzes 13 durch zwei Paare 14, 15 von Gewindelöchern gebildet (vgl. Fig. 1
und 2), die senkrecht zu den Achszapfen 5 ausgeführt sind zum Eindringen in Höhe
der beiden großen ebenen Flächen 7a, 7b. Die Gewindeloch-Paare 14, 15 sind zur Aufnahme
beispielsweise von Schrauben 16-bestimmt, die ebenso durch den Ansatz 13 treten,
der dadurch befestigbar ist, und zwar nach Bedarf und/oder durch die durch die Relativanordnung
der Verbindungen 3, 3a sich ergebenden Möglichkeiten auf einer der großen ebenen
Flächen 7a oder 7b, wobei sie auf jeder von ihnen in der Nähe der kleinen Flächen
8a oder 8b angeordnet sind.
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Gemäß diesem Merkmal der Erfindung ist es möglich, eine Antriebsvorrichtung
zu schaffen ausgehend von einer Reihe von Elementarteilen, bei der die Klemmkörper
die der gewünschten technischen Anwendung zugeordneten Wirkungsmerkmale aufweisen.
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D.h., daß beim Beispiel gemäß Fig. 6 jeder Klemmkörper 6 vom elastischen
Glied 9 in Eingreifwirkung gegenüber dem Teil P1 oder P2 belastet ist und darüber
hinaus einen auf der Fläche 7a nahe der kleinen zylindrischen Fläche 8a befestigten
Ansatz 13 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Antriebsvorrichtung drehfest
mit dem Teil P2 verbunden, derart, daß der Ansatz 13 durch Wirkung der Zentrifugalkraft
die Klemmwirkungsohängig von der Geschwindigkeit - bzw. Drehzahlerhöhung des Teils
P2 verstärkt. Bei dieser Anordnung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch nur
bei Drehung mit dem Teil P1 fest verbunden sein.
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Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Teil
P2, das mit einer Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, die damit
bei Drehung fest verbunden ist, z. B. eine Hauptsteuerung bildet, bei dem das Versetzen
in Drehung vor einer autonomen Wirkung durch eine durch das
Teil
P1 dargestellten Hilfsmaschine erreicht wird. In diesem Fall ist jeder Klemmkörper
6 durch das elastische Glied 9 durch Eingriff gegenüber dem Teil P1 belastet und
enthält auf seiner großen ebenen Fläche 7b einen vorzugsweise nahe der kleinen Fläche
8b angeordneten Ansatz 13. In Ruhestellung erreicht die Vorrichtung die kraftschlüssige
^-Verbindung der Teile P1 und P2 und überträgt die Drehung in Richtung des Pfeils
f2 für Abstufungen der Winkelgeschwindigkeiten oder Drehzahlen, für die die auf
den Ansatz 13 ausgeübte Zentrifugalkraft kleiner bleibt als die durch das elastische
Glied 9 ausgeübte Kraft. Wenn die Drehzahl BO groß wird, daß die auf den Ansatz
13 wirkende Zentrifugalkraft gegenüber der Wirkung des elastischen Glieds 9 überwiegt,
schwenkt jeder Klemmkörper 6 in Richtung des Pfeils f3, um das Auskuppeln zwischen
den Teilen P, und P2 zu erreichen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zu bemerken, daß das Teil P2 im
Normalbetrieb eine Drehzahl aufweist, die gleich oder höher ist als die beim Auskuppeln,derart,
daß die Klemmkörper 6 mindestens in der in der Zeichnung dargestellten Stellung
halten sind, was jede Restreibung zwischen den verschiedenen Klemmkörpern 6 und
dem Teil P1 vermeidet oder unterdrückt.
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Eine gleiche Anordnung kann vorgesehen werden, wenn die erfindungsgemäße
Vorrichtung einen Antiabroll-Mechanismus (frz. antidevirage) bilden soll, der beispielsweise
zwischen einem festen Achslager P1 und der Achse, dem Achszapfen oder der Welle
P2 einer Rolle eines Transport- oder Förderbandes angeordnet ist.
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Die Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zusammenbaus
bei einem Anwendungsfall,bei dem das Teil P1 die Hauptmaschine bildet, während das
Teil P2 die Hilfsmaschine bildet.
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Die Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel,bei dem die erfindungsgemäße
Kraftübertragungsvorrichtung eine
zwischen den Teilen P1 und P2
angeordnete ausrückbare oder schaltbare Kupplung bildet. Bei diesem Beispiel ist
die Kraftübertragungsvorrichtung drehfest mit dem Teil P2 verbunden und enthält
Klemmkörper 6, die durch die elastischen Glieder 9 in gegenüber dem Teil P1 ausrückender
Wirkung belastet sind, und die jeweils mit einem an der großen ebenen Fläche 7a
befestigten Ansatz 13 versehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Klemmkörper
6 in Schwenkrichtung belastet in Richtung des Pfeils f4, d.h. in einrükkender Wirkung,
wenn die auf den Ansatz 13 ausgeübte Zentrifugalkraft jedes Klemmkörpers 6 durch
die Drehzahl des Teils P2 die Wirkung des zugehörigen elastischen Glieds 9 überwiegt
und dadurch die Kupplung zwischen den Teilen P1 und P2 ermöglicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist es möglich, den Schwellenwert, die Grenze oder den Schaltwert zwischen den Teilen
P2 und P1 zu steuern oder zu regeln durch Verändern der Masse des Ansatzes 13 und/oder
der Kennlinie des elastischen Glieds 9.
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Die Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem vorhergehenden,
bei dem das führende Glied durch das Teil P1 gebildet ist, das belastet ist, um
mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung den Antrieb des durch das Teil P2 gebildeten
geführten Gliedes zu erreichen.
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Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsbeispiele des Zusammenbaus
möglich, um der Kraftübertragungsvorrichtung diejenigen Eigenschaften zu geben,
die genau dem besonderen Anwendungsbeispiel entsprechen.
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Wie sich aus dem Vorhergehenden ergibt, ermöglicht die erfindungsgemäße
Vorrichtung ausgehend von einer einzigen Herstellungsreihe oder -folge von Elementarteilen
den Aufbau von Vorrichtungen mit verschiedenen genau dem zu erfüllenden
Anwendungsfall
entsprechenden Funktionsmerkmalen mittels lediglich besonderen Zusammenbau-Folgen.
Daraus ergibt sich eine beträchtliche Verringerung der Herstellungs- und Lagerungskosten,
was den Gesamtherstellungspreis jeder erzeugten Vorrichtung verringert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch Flansche enthalten, die
durch paarweise zueinander zugeordnete Platten gebildet sind und die aneinanderstoßend
mit oder ohne gelenkige Verbindung aufeinanderfolgend angeordnet sind zur Bildung
von einzelnen Gehäusen für ebenso viele Klemmkörper.
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Die Fig. 11 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, bei dem jeder
Klemmkörper 6 als Glied zum Tragen und Haltern eines angebrachten zusätzichen Nockens
oder Ansatzes 13 eineZylinderöffnung 17 genau in der Achse des Klemmkörpers 6 enthält.
Die Öffnung 17 öffnet sich in zwei ausgefräste Ränder 18, 19 im Boden zweiter Nuten
oder Schlitze 20, 21, die in beiden großen Flächen 7a, 7b angebracht sind. Die Nut
20 ist vorzugsweise in einer Tiefe vorgesehen, die größer als die der Nut 21 ist,
um die Massen auszugleichen und um dem Klemmkörper eine neutrale Eigenschaft zu
geben. Die Nuten 20, 21 besitzen eine Größe, die nahe der Zusammenbautoleranz gleich
der des Ansatzes 13 ist, der dadurch in die eine oder andere Nut 20 bzw. 21 einpaßbar
ist (vgl. Fig. 11 bzw. 12).
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Die Halterung wird durch eine Senkkopf-Schraube 22 erreicht, deren
Gewindeteil in ein den Ansatz 13 durchsetzendes entsprechendes Gewinde 23 eingeschraubt
it.
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Neben der vorteilhaften Ausgleichbarkeit und der vorteilhaften Kompaktheit
ermöglicht das in Fig. 11 dargestellte Ausführungsbeispiel ein einfacheres Zusammenbauen
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Auseinanderbauen der zusätzlichen Masse (Ansatz 13), was
insbesondere
einen im Fertigungsablauf spürbaren Zeitgewinn ergibt. Weiterhin ist bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 11 vorteilhaft in Höhe der seitlichen Ränder jeder Nut 20, 21 ein Verankerungspunkt
oder Halterungspunkt vorgesehen für den äußeren Endteil der Spiralfeder 11, deren
innerer Endteil einfach in einem der Winkel gehalten werden kann, der durch eines
der in den Flanschen 2 zur Bildung der Achslager 4 für die Achszapfen 5 gebildeten
länglichen Fenster 24 begrenzt ist (Fig. 13).
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